Question

（14分）一种“人工固氮”的新方法是在光照条件下，N₂在催化剂表面与水蒸气发生反应生成NH₃和氧气。 已知：

化学键	N≡N	H—O	N—H	O=O
键能/kJ·mol-1	945	463	391	498

（1）请根据以上信息，写出“人工固氮”新方法的热化学方程式：_____▲______；

（2）进一步研究NH₃生成量与温度的关系，部分实验数据见下表（反应时间3 h）：

T/℃	30	40	50
生成NH3量／（10-6mo1/L）	4.8	5.9	6.0

①50℃时从开始到3 h内以O₂物质的量浓度变化表示的平均反应速率为   ▲   ；

②与目前广泛应用的工业合成氨方法相比，该方法中固氮反应速率慢。请提出可提高其反应速率且增大NH₃生成量的建议（请写出两条）    ▲     、    ▲     ；

（3）氨是氮肥工业的重要原料。某化肥厂生产铵态氮肥(NH₄)₂SO₄的工业流程如下：

① 往沉淀池中装入CaSO₄悬浊液后，需先通入足量NH₃，再通入CO₂的原因是

     ▲     。

② 煅烧炉中产生的固态副产品为     ▲     ，生产流程中能被循环利用的物质X为     ▲     。

 

Answer 1

【答案】

（14分）

（1）N₂(g) + 3H₂O( g)2NH₃(g) + O₂(g)； △H = + 630 kJ·mol^-1                  （3分）

（2）①2.5×l0^-8 mol／(L·min)或①1.5×l0^-6 mol／(L·h)                                    （2分）

②升高温度；增大压强；                                                    （合理均可，2分）

（3）①氨在水中溶解度大，使溶液呈碱性，有利于吸收CO₂，增大c(CO₃^2-)，促使CaSO₄转化为CaCO₃，同时生成(NH₄)₂SO₄                                                                                                                                                                                                                （3分）

②CaO（或生石灰）    CO₂（或二氧化碳）  （各2分，共4分）

【解析】